[論文レビュー] SU(3) gauge invariant lattice QCD exploration of the dual superconductor picture in flux tube fusion, in the dual gluon mass, and in the dual Ginzburg-Landau parameters

Nuno Cardoso, Marco Cardoso+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 1, 2010

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用数 3

ひとこと要約

本研究は、クエンチドSU(3) QCDにおける有効な二重グルーオン質量の初めてのゲージ不変な格子QCD決定を提示し、フラックスチューブ内の色電場の指数的減衰にフィッティングすることで、$0.905 \pm 0.163\ \text{GeV}$ の値を求める。固定浸透長さを用いた二重ギンツブルグ＝ランダウモデルにより、ギンツブルグ＝ランダウパラメータ $\kappa > 1/\sqrt{2}$ が推定され、これはタイプII超伝導体の挙動を示しており、閉じ込めの二重超伝導体像と整合的である。

ABSTRACT

The colour fields, created by a static gluon-quark-antiquark system, are computed in quenched SU(3) lattice QCD, in a $24^3 imes 48$ lattice at $β=6.2$ and $a=0.07261(85)\,fm$. We compute the hybrid Wilson Loop including the cases when the gluon and the antiquark are superposed, i. e., the quark-antiquark case and when the quark and antiquark are superposed, i. e., the gluon-gluon case. The Casimir scaling is investigated, in the two gluon glueball case the Casimir scaling is consistent with the formation of an adjoint string. Measuring the decay of the tail in the mid section of the flux tube for the two gluon glueball and for the quark-antiquark meson, we determine the penetration length and present a gauge invariant effective dual gluon mass of $0.905\pm0.163\, ext{GeV}$. We also try to determine the coherence length comparing our results with the dual Ginzburg-Landau approach. With the penetration length and the possible coherence length we determine a putative Ginzburg-Landau dimensionless parameter, which is possibly consistent with a type II superconductor picture. These results are obtained at fixed quark-antiquark distance of 0.58 fm.

研究の動機と目的

• ゲージ不変な観測量を用いて、SU(3)格子QCDにおけるクォーク閉じ込めの二重超伝導体像を調査すること。
• フラックスチューブ内の色電場の指数的減衰から、有効な二重グルーオン質量を抽出すること。
• 浸透長さ $\lambda$ と同調長 $\xi$ のギンツブルグ＝ランダウパラメータを特定し、QCD真空がタイプIまたはタイプII超伝導体として振る舞うかどうかを評価すること。
• カゼミールスケーリングとグルーオン-グルーオンおよびクォーク-反クォーク系における隣接表現ストリングの形成をテストすること。
• 普遍的なフラックス量子化の欠如にもかかわらず、SU(3) QCDにおける二重ギンツブルグ＝ランダウアプローチの妥当性を検討すること。

提案手法

• クエンチドSU(3)ゲージ場を用い、$\beta = 6.2$、$a = 0.07261(85)\ \text{fm}$ の $24^3 \times 48$ 格子での格子QCDシミュレーション。
• クォーク-反クォークおよびグルーオン-グルーオン系のハイブリッドウィルソンループの計算により、色電場および色磁場のプロファイルを抽出。
• 中間フラックスチューブにおける $E_i^2$ および $B_i^2$ 成分の減衰を指数関数的関数または第二種変形ベッセル関数にフィッティングし、$\mu = \lambda^{-1}$ を用いて二重グルーオン質量を抽出。
• 固定された $\lambda$ を用いたギンツブルグ＝ランダウ方程式およびアンペール方程式により、同調長 $\xi$ を推定し、次元なしのパラメータ $\kappa = \lambda / \xi$ を計算。
• すべての六つの $E_i^2$ および $B_i^2$ 成分を組み合わせることで、有効な二重グルーオン質量の頑健な推定を行う。
• 中間フラックスチューブ距離におけるXZ平面の色電場プロファイルに二重ギンツブルグ＝ランダウモデルを適用。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SU(3)フラックスチューブ内の色電場は、質量のある二重ゲージボソンに一致する指数的減衰を示すか？
• RQ2 有効な二重グルーオン質量はゲージ不変であり、格子QCDシミュレーションから抽出可能か？
• RQ3 SU(3) QCDでギンツブルグ＝ランダウパラメータ $\kappa$ を推定できるか。また、それはタイプII超伝導体の挙動を示唆するか？
• RQ4 2グルーオンのグルーボール系においてカゼミールスケーリングが観測され、隣接表現ストリングの形成を支持するか？
• RQ5 普遍的なフラックス量子化の欠如にもかかわらず、二重ギンツブルグ＝ランダウモデルはSU(3) QCDにおけるフラックスチューブ構造をどの程度正確に記述できるか？

主な発見

• 有効な二重グルーオン質量は $0.905 \pm 0.163\ \text{GeV}$ と決定され、これはSU(3)におけるこの量に対する最初のゲージ不変な格子QCD結果である。
• 浸透長さ $\lambda$ はフラックスチューブ内の色電場の指数的減衰から抽出され、質量のある二重ゲージボソンに一致する。
• ギンツブルグ＝ランダウパラメータ $\kappa$ は $1/\sqrt{2}$ より大きいと推定され、QCDの二重超伝導体像におけるタイプII超伝導体領域を示している。
• 2グルーオンのグルーボール系においてカゼミールスケーリングが観測され、八重項と三重項のストリング張力の比が $9/4$ であることが確認され、隣接表現ストリングの形成を支持する。
• 支配的となる色電場成分 $E_y^2$ は横方向成分の約2倍であり、色磁場 $B_x^2$ および $B_z^2$ は $B_y^2$ の約1.5倍であるため、フラックスチューブ構造に異方性が存在することが示唆される。
• すべての $E_i^2$ および $B_i^2$ 成分の統合的解析により、一貫性のある有効な二重グルーオン質量 $0.905 \pm 0.163\ \text{GeV}$ が得られ、これは二重ヒッグス機構におけるグルーオン質量との同定可能性を示唆している。